El sol no se quedará allí para siempre. Según las teorías actuales, que hemos desarrollado observando y catalogando las propiedades de cientos de miles de otras estrellas en varias etapas de sus vidas, el sol tal como lo conocemos morirá en unos 5 mil millones de años. Se quedará sin hidrógeno para la fusión y comenzará a fusionar helio en carbono y oxígeno, lo que hará que se expanda.
Los modelos actuales predicen que el sol se expandirá para abarcar al menos la órbita de Mercurio, y probablemente la órbita de Venus, pero probablemente no la órbita de la Tierra. Sin embargo, la Tierra estará completamente cocida: los océanos se evaporaron, la atmósfera se despojó, toda la vida se destruyó. Es posible que los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar también tengan sus atmósferas despojadas de la radiación intensa.
Eventualmente, el sol comenzará a desprenderse de las capas externas de su atmósfera, lo que formará una nebulosa planetaria. Todo lo que quedará será una enana blanca densa, aproximadamente del tamaño de la Tierra, hecha de carbono y oxígeno que brilla con el calor restante, pero que ya no experimenta fusión nuclear. Después de aproximadamente 1 billón de años, la enana blanca puede haberse enfriado lo suficiente como para ser clasificada como una enana negra, emitiendo prácticamente ninguna radiación. Si el universo dura lo suficiente, incluso eso desaparecerá eventualmente, ya que sus partículas subatómicas se descomponen en el transcurso de 10 ^ 37 años.
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